แคลคูลัส (calculus) เป็นวิชาคณิตศาสตร์ที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการอธิบายกฎเกณฑ์ธรรมชาติ เป็นพื้นฐานของความเข้าใจโลก และปรากฎการณ์ต่างๆ แคลคูลัสช่วยให้เราสามารถคำนวณวงโคจรของดาวต่างๆ ช่วยให้เราคำนวณกระแสน้ำ การคำนวณหาเส้นแรงในอาคารรูปแปลกๆ เพื่อให้สามารถสร้างอาคารเหล่านั้น เป็นวิชาที่จำเป็นสำหรับนักวิทยาศาสตร์แทบทุกแขนง
แคลคูลัสเป็นคณิตศาสตร์ที่ถือกำเนิดขึ้นในศตวรรษที่ 17 แต่ถ้าไล่ย้อนไปในอดีต ก็จะพบแนวความคิดหรือเทคนิคต่างๆ ที่นักคณิตศาสตร์สมัยก่อนหน้านั้นได้ช่วยคิดช่วยสร้างมาตั้งแต่สมัยกรีกโบราณ ซึ่งมีรายละเอียดมาก พอจะสรุปหลักๆ ที่สำคัญ ดังนี้
นักคณิตศาสตร์สมัยโบราณหลายคน เช่น Archimedes เคยคิดวิธีหาเส้นสัมผัสรูปร่างเกลียวหอย โจทย์ข้อนี้สำคัญมาก เพราะน่าจะเป็นโจทย์เกี่ยวกับเส้นสัมผัสหรือ “ดิฟเฟอเรนเชียลแคลคูลัส” เพียงข้อเดียวในประวัติศาสตร์ ส่วนที่เหลือ เช่น การคำนวนหาพื้นที่วงกลม ปริมาตร และพื้นผิวของทรงกลมได้อย่างไร ซึ่งจากมุมมองสมัยนี้ เป็นโจทย์เกี่ยวกับผลรวม หรือ “อินทิกรัลแคลคูลัส” ทั้งสิ้น
นอกจากนี้ นักคณิตศาสตร์ชาวกรีก ได้ตั้งโจทย์เกี่ยวกับ ลิมิต และค่าอนันต์อีกด้วย แต่ที่น่าจะสำคัญที่สุดคือ เทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า “วิธีใช้ทั้งหมดของยูโดซัส” ซึ่งมีหลักการง่ายๆ ว่า ถ้าต้องการคำนวณหาพื้นที่รูปทรงประหลาดๆ ที่สนใจก็แบ่งพื้นที่ให้เป็นรูปง่ายๆ เช่น รูป 3 เหลี่ยม 4 เหลี่ยม โดยเริ่มจากการใช้รูปง่ายๆ ใส่ลงไปในพื้นที่ที่ต้องการหาและซอยย่อยลงไปเรื่อยๆ ดังนั้นผลรวมก็จะได้ใกล้เคียงกับพื้นที่ที่ต้องการ
นี่คือเทคนิคการอินทิเกรตโดยใช้ภาพ ของนักคณิตศาสตร์กรีกโบราณนั่นเอง
นักคณิตศาสตร์ชาวเอเชีย ก็มีผู้คิด “ปฐมแคลคูลัส” ไว้ คือ คนจีนกับคนญี่ปุ่น นักคณิตศาสตร์ญี่ปุ่นคำนวนหาพื้นที่วงกลม โดยแบ่งเป็นแถบ 4 เหลี่ยมย่อย ๆ
จวบจนถึงคริสตศตวรรษที่ 14 จึงมีคำถามประเภทว่า วัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วไม่คงที่ จะหาระยะทางที่วิ่งไปได้อย่างไร แต่แคลคูลัสสมัยใหม่ต้องรอเวลานานกว่าจะถือกำเนิดขึ้นได้ เพราะแคลคูลัส จำเป็นต้องใช้แนวคิดจากคณิตศาสตร์สาขาอื่นๆ หลายวิชานำมาก่อน เช่น ฟังก์ชั่น พีชคณิตสัญลักษณ์ และเรขาคณิตวิเคราะห์
แนวคิดเรื่องฟังก์ชันนี้มาสุกงอม ตอนที่ กาลิเลโอ มาศึกษาเรื่องการเคลื่อนที่ ส่วนสองเรื่องหลังคือ พีชคณิตสัญลักษณ์ และเรขาคณิตวิเคราะห์ เป็นฝีมือของ เดอคาร์ตส์ ยอดนักคณิตศาสตร์ที่คิดแกนอ้างอิงแบบคาร์ทีเชียนให้เราใช้กันจนถึงเดี๋ยวนี้นี่เอง
ที่มาข้อมูล : www.sudipan.net
